PLC脈沖量控制程序設(shè)計(jì)分析可編輯范本

國家職業(yè)技能鑒定技師/高級(jí)技師論文PLC脈沖量控制程序設(shè)計(jì)分析姓名:齊學(xué)泉職業(yè):維修電工身份證號(hào):1201101987090４2411所在單位:天津市榮鑫精密模塑有限公司目錄摘要項(xiàng)目介紹第二章控制系統(tǒng)的構(gòu)成２。1使用西門子PLC控制２。1.1PLC的概述2.2利用步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制2．2。１步進(jìn)電機(jī)的概述2。２。２步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器概述第三章控制硬件設(shè)計(jì)３。1西門子PLC的選用3。1。1西門子PＬC選型3.2步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選用３。2。１步進(jìn)電機(jī)選型３。２．2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型第四章系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)４。1Ｉ/O分配４.２設(shè)計(jì)梯形圖程序4。3控制程序分析步進(jìn)電機(jī)控制薄膜卷繞機(jī)摘要脈沖量控制先是用于技術(shù)切削機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制,而今也已用到其他設(shè)備、機(jī)械手,甚至整個(gè)生產(chǎn)線傳動(dòng)的多方面控制,成為當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要支柱.當(dāng)今自動(dòng)化的又一支柱的PＬC,也可處理脈沖量。目前，他不僅有輸入、輸出脈沖來那個(gè)的接口或模塊，而且還有很多處理脈沖量的設(shè)定與指令，很強(qiáng)大的脈沖量的處理功能,可經(jīng)濟(jì)有效地通過脈沖量的處理,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制.本文設(shè)計(jì)根據(jù)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸入脈沖信號(hào),每改點(diǎn)一次勵(lì)磁狀態(tài)就前進(jìn)一定角度或長度.它是一種受脈沖信號(hào)控制的無刷式直流電動(dòng)機(jī),也可看作是在一定頻范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速與控制脈沖頻率同步的同步電動(dòng)機(jī)．關(guān)鍵詞西門子PＬC步進(jìn)電機(jī)脈沖輸出第一章項(xiàng)目介紹在自動(dòng)化生產(chǎn)線傳動(dòng)的生產(chǎn)過程中，有一種薄膜卷繞機(jī),設(shè)備采用機(jī)械式計(jì)數(shù),卷繞動(dòng)力采用離合器傳動(dòng),元件卷繞的起動(dòng)、停止、圈數(shù)控制等均由人工操作控制，因此產(chǎn)品存在著參數(shù)、精度、產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率等有著因人而異的不足之處。由于卷制的材料是10幾微米的薄膜，要求卷軸平穩(wěn)起動(dòng),均勻加速、張力平穩(wěn);在卷繞過程中在某些位置需要停頓，作一些必要的處理,再繼續(xù)卷繞；和起動(dòng)一樣，停頓或停止時(shí),必須均勻減速,保持張力平穩(wěn);要求最后圈數(shù)準(zhǔn)確.第二章系統(tǒng)的控制構(gòu)成２.1利用西門子PLC控制２。1.1PLＣ的概述利用PLＣ技術(shù)可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度和位置的控制,方便的進(jìn)行各種步進(jìn)電機(jī)的操作，完成各種復(fù)雜的工作，對(duì)步進(jìn)電機(jī)也具有良好的控制能力。2.2利用步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制2。２。1步進(jìn)電機(jī)的概述步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一,通常被用作定位控制和定速控制．步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點(diǎn)．步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件，每當(dāng)對(duì)其施加一個(gè)電脈沖時(shí)，輸出軸便轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的角度.對(duì)于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制：如果給定工作方式正序換相通電,步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn),如果按反序通電換相,則電機(jī)就反轉(zhuǎn)。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)的速度控制，給它發(fā)一個(gè)控制脈沖,它就轉(zhuǎn)一步,再發(fā)一個(gè)脈沖,它就會(huì)再轉(zhuǎn)一步,兩個(gè)脈沖的間隔越短,步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)的就越快。2.２。2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器概述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)、電流以及適配關(guān)系來選用驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3。1西門子PLC的選用3。１。1西門子ＰLC選型選用西門子ＰLCS7-２00CPU-226DＣ/ＤC/DC型S7—200ＣPU-２26DＣ/DC/DC型有如下特性:高速計(jì)數(shù)器單相３0kHｚ（6路)，雙相20kHz（4路）,脈沖輸出(DC）2０ｋＨz(2路）.３。２步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選用3。2。1步進(jìn)電機(jī)選型1步進(jìn)電機(jī)的控制步進(jìn)電機(jī)通常設(shè)有加速、減速控制及正反轉(zhuǎn)控制等控制方式。步進(jìn)電機(jī)脈沖頻率的變化規(guī)律:步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)和停止時(shí)有一個(gè)加速及減速的過程,且加速速度越小則沖擊越小,動(dòng)作越平穩(wěn)，所以步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作一般要經(jīng)歷以下變化過程:加速—恒速（高速)—減速-恒速(低速)—停止。因步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比,所以輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率也要經(jīng)歷一個(gè)類似的變化過程。2步進(jìn)電機(jī)的選型步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)要使脈沖升頻,停車時(shí)使脈沖降頻。由于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸入脈沖２00Ｈｚ時(shí)處于震蕩區(qū)內(nèi),容易損壞內(nèi)部器件,而在20０Ｈz以下運(yùn)轉(zhuǎn)速度較慢,效率較低，故采用3５0Ｈz作為脈沖低頻起點(diǎn),輕載時(shí)高頻脈沖可達(dá)到6。８KHz。本設(shè)計(jì)選用受控電機(jī)為2ＨB８6—65型兩相混合式步進(jìn)電機(jī).型號(hào)步距角保持轉(zhuǎn)矩(Nm)相電阻(歐）轉(zhuǎn)子慣性（ｇ。ｃｍ2)2HＢ86-６51。８.2.21。４10003.2.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制在對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，常常會(huì)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)其進(jìn)行控制。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用超大規(guī)模的硬件集成電路，具有高度的抗干擾性以及快速的響應(yīng)性,不易出現(xiàn)死機(jī)或丟布現(xiàn)象。使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)，可以不考慮各相的時(shí)序問題，由驅(qū)動(dòng)器處理，只要考慮輸出脈沖的頻率以及步進(jìn)電機(jī)的方向。本設(shè)計(jì)采用的是YKA２６08MG型細(xì)分驅(qū)動(dòng)器.它是一款經(jīng)濟(jì)、小巧的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，是等角度恒力矩細(xì)分高性能步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器.該驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用雙極恒流斬波方式,使電機(jī)噪音減小，電機(jī)運(yùn)行更平穩(wěn),驅(qū)動(dòng)電源電壓的增加使得電機(jī)的高速性能和驅(qū)動(dòng)能力大為提高,而步進(jìn)脈沖停止超過100mｓ時(shí),線圈電流自動(dòng)減半，使驅(qū)動(dòng)器的發(fā)熱可減少５0%,也使得電機(jī)的發(fā)熱減少.系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)４。１I/O分配I:I0。0停止O:Q０．0步進(jìn)電機(jī)輸出信號(hào)Ｉ0.１啟動(dòng)正轉(zhuǎn)Ｑ０．3高速脈沖輸出Ｉ0。2點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)I0.3點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)Ｍ0。0啟動(dòng)模式Ｍ0.１點(diǎn)動(dòng)模式M0。4點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)M０.5點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)ｓm0．0始終接通為OＮSMB６7用于監(jiān)視和控制脈沖串(PTＯ）和脈寬調(diào)制（PWM)功能SMW7０PWM0脈沖寬度值:字?jǐn)?shù)據(jù)類型(0至６5,535個(gè)時(shí)基單位)SMD7２PTO0脈沖計(jì)數(shù)值：雙字整數(shù)(1至23２－１）4。2設(shè)計(jì)梯形圖程序主程序ＳBR-0IＮT-０INＴ－１4。３控制程序分析為了滿足生產(chǎn)的需要,卷繞及設(shè)置有正轉(zhuǎn)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)，點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)啟動(dòng)來滿足設(shè)備正常完成卷繞任務(wù)要求,點(diǎn)動(dòng)正反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)是在卷繞過程中出現(xiàn)異常狀況下緊急處理的需要,間斷性的手工操作，以滿足產(chǎn)品的正常生產(chǎn)。在主程序中，利用SM0。0始終接通為ON來調(diào)用子程序(ＳBR_０）。在子程序SBR_０中,控制步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn),按動(dòng)啟動(dòng)按鈕I0.1，啟動(dòng)模式M0．0線圈得電，Ｍ０.0常開觸點(diǎn)閉合自鎖。按動(dòng)點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)I０.2或點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)Ｉ0。3,點(diǎn)動(dòng)模式M0。１線圈得電,Ｍ０。1常開觸點(diǎn)閉合自鎖。啟動(dòng)模式Ｍ0.０和點(diǎn)動(dòng)模式M0.1有互鎖功能．M０.1點(diǎn)動(dòng)模式得電,按動(dòng)點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)按鈕I0.３,點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)線圈M0。5得電,M０.３置位。Ｍ0。1點(diǎn)動(dòng)模式得電，按動(dòng)點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)按鈕I0。2,點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)線圈M0.4得電，M0。3復(fù)位。當(dāng)SM0。0上電得電時(shí)，將16進(jìn)制數(shù)87(2進(jìn)制:1000０11１)傳送到SMB6７中，SM6７。0：PTＯ0／PWM０更新周期:1=寫新的周期值ＳM67。1：PWＭ0更新脈沖寬度值:1=寫新的脈沖寬度SＭ6７.２：ＰTO0更新脈沖量:1=寫新的脈沖量SＭ67.3:ＰTO0/PWM0基準(zhǔn)時(shí)間單元:0=1μs,1=1ｍsSM67。4：同步更新ＰWM0:0=異步更新,1＝同步更新SM67。５:PＴＯ0操作:0=單段操作（周期和脈沖數(shù)存在SM存儲(chǔ)器中)，１＝多段操作（包絡(luò)表存在Ｖ存儲(chǔ)器區(qū)）SM67．6：PTＯ０/PWＭ0模式選擇：0=ＰTO,1＝PWMSM67.7:PTＯ0/PWM0有效位:1=有效將３０0０mｓ傳送到SＭW７０中，設(shè)定脈沖周期將６傳送到SMD72中，設(shè)定產(chǎn)生了６個(gè)脈沖數(shù)把中斷程序0分配給中斷事件1:下降沿,I0。０允許中斷按下I0．１正轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí),把中斷程序１分配給中斷事件１９：PTO0完成中斷當(dāng)按動(dòng)啟動(dòng)模式或點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)模式，啟用脈沖輸出Q0.0，控制脈沖串輸出(ＰＴO(shè)）和脈寬調(diào)制(PWM）的周期和個(gè)數(shù).允許中斷中斷程序０(ＩＮT０)中,把16進(jìn)制數(shù)05傳送到SＭＢ６7,啟用脈沖輸出Ｑ0.０，分配給中斷事件１中.中斷程序1(INT1)中,將16進(jìn)制數(shù)87傳送到SMB6７中,將3０0０ｍs傳送到ＳMW7０中，設(shè)定脈沖周期將６傳送到SMＤ72中，設(shè)定產(chǎn)生了６個(gè)脈沖數(shù),啟用脈沖輸出Q０。0,分配給中斷事件19中.結(jié)論在這次技師論文中，論述了基于西門子PLC的脈沖量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,包括了硬件的選型，軟件的設(shè)計(jì),步進(jìn)電機(jī)等方面,實(shí)現(xiàn)了用脈沖信號(hào)輸出功能來控制步進(jìn)電機(jī)的平穩(wěn)